package com.neusoft.sort.heap;

/**
 * @Author lichunlong lcl253137@alibaba-inc.com
 * @Desc 堆排序
 * @Date 2025-03-23
 */
public class HeapSort {

    /**
     * 堆排序
     *
     * @param arr 待排序数组
     */
    public static void heapSort(int[] arr) {
        // 将无序序列构建成一个堆，根据升、降序需求选择大顶堆或小顶堆
        for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            adjustHeap(arr, i, arr.length);
        }

        // 将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素"沉"到数组末端;
        int tempValue;
        for (int j = arr.length - 1; j > 0; j--) {
            // 交换
            tempValue = arr[j];
            arr[j] = arr[0];
            arr[0] = tempValue;

            // 重新调整结构，使其满足堆定义，然后继续交换堆顶元素与当前末尾元素，反复执行调整+交换步骤，直到整个序列有序。
            adjustHeap(arr, 0, j);
        }
    }

    /**
     * 将二叉树转换后的数组调整为大顶堆: int arr[] = {4, 6, 8, 5, 9}; => i= 1 => adjustHeap() => 得到{4, 9, 8, 5, 6}
     *
     * @param arr    待调整数组
     * @param index  非叶子节点的在数组中的索引
     * @param length 待排序数组的长度; length逐渐减少: 每一轮排序后，都会将最大的数放到数组的最后，所以每一轮排序后，就不再需要对最后一个数进行排序了
     */
    public static void adjustHeap(int[] arr, int index, int length) {
        // 先取出当前元素的值，保存在临时变量
        int tempCurrentValue = arr[index];
        // i=index*2+1: i是index结点的左子结点
        for (int i = index * 2 + 1; i < length; i = i * 2 + 1) {
            // 左子结点的值小于右子结点的值
            if (i + 1 < length && arr[i] < arr[i + 1]) {
                // i指向右子结点
                i++;
            }
            // 如果子结点大于父结点
            if (arr[i] > tempCurrentValue) {
                // 把较大的值赋给当前结点
                arr[index] = arr[i];
                // index指向i,继续循环比较
                index = i;
            } else {
                break;
            }
        }
        // 当for循环结束后，我们已经将以index为父结点的树的最大值，放在了最顶(局部)

        // 将临时变量值放到调整后的位置
        arr[index] = tempCurrentValue;
    }
}
